微量的細胞裂解經常通過化學法或酶法或二者共同采用來完成。例如,
超聲和弗式細胞壓碎器 (Frenchpress 均質機) 都不便于用在收集小于或等于 5 mL
的培養液的情況，而且應用這些機械的方法經常會遇到過度的產熱和樣品被氧化等問題。微量細胞裂解的簡化方面的重大進步是以去垢劑為基礎的試劑的發展，如
frPer(Chuetal.，1998) 和
BUgBUSter(GrabSkietaL，1999)。這些試劑的使用不需要昂貴的設備，并且作用非常快速和便于使用。是非常方便有效的髙通量的制備細胞提取物的方法。高活性的酶和酶的混合試劑已經被用來提髙裂解效率和降低提取物的由于消化不完全的基因組
DNA 所導致的高黏度。單獨使用或聯合使用這些商業上可獲得的裂解試劑和酶 (表 18.1)
能夠有效地裂解細菌、酵母、植物、昆蟲和高等真核生物的細胞，并從中提取蛋白質。以去垢劑為基礎的從真核細胞和組織中獲取提取物和蛋白質富集物以及亞細胞組織、細胞器的方法由
Michelsen 和 vonHagen 在本書的第 19 章中詳細介紹。
化學法裂解細胞的另外一個方面的進步是在高通量自動化處理樣品方面的應用。改進后的試劑和方法可以不收集細胞，直接從大腸桿菌培養液中提取重組蛋白。（Grabskietal.，2001;2003;StevensandKobs,2004)。傳統的蛋白質純化方法首先需要收集細胞，這一步驟為濃縮細胞并去除其中殘余的培養基成分（Burgess，1987;Deutscher，1990;Scopes，1994)。該步驟與一些機械法裂解細胞步驟一樣難以自動化和按比例縮小并同時進行多個蛋白質的小量提取。濃縮后的去垢劑為基礎的試劑（表 18.1), 如 PopCulture、FaStBreakTMffiB~PER 能夠直接與高活性的溶菌酶、核酸酶聯合應用，從而克服這些生物工藝上的障礙，實現自動化。高通量的提取和純化試劑的優勢在于不需要多次離心以從培養基中分離細胞和澄清粗提取物，也不需要機械裂解 (Nguyenetal.,2004)。這些創新允許從全部培養基提取物中親和吸附目標蛋白質，使得細胞培養、蛋白質提取和純化能夠在一個試管中全部完成。
一些細菌裂解試劑中的活性成分是非離子去污劑或兼性離子去污劑（zwitterionicdetergent), 這些試劑的功能是裂解細胞膜和細胞壁結構，削弱細胞的結構以便于通過滲透沖擊、凍融、噬菌體溶菌酶或雞卵白溶菌酶的酶解裂解細胞。除了極少數個例以外，革蘭氏陽性菌通過溶菌酶單獨處理就能夠輕易裂解 (CullandMcHenry,1990)。革蘭氏陰性菌很難僅通過溶菌酶單獨作用裂解，因為其外側磷脂雙分子層 (lipidbilayer) 必須首先經過可滲透化處理 (permeabilize) 以暴露出其肽聚糖，細胞壁才能被酶降解。Tris 緩沖液中添加的 EDTA 能夠使雙分子層中大約 50% 的多聚陰離子脂多糖 (polyanionicIipopolysaccharide) 暴露出來 (Lieve，1974)。但是 EDTA 會干擾固定化金屬親和層析 (immo
bilizedmetalaffinitychromatography，IMAC)，而后者是重組蛋白下游純化中最常用到的步驟。去垢劑型裂解試劑對細胞外膜滲透化處理非常有效，而且不會對 IMAC 產生干擾。然而去垢劑為基礎的細胞裂解試劑有幾個缺點，一些用去垢劑提取的蛋白質的溶解性可能會由于去垢劑與蛋白質的相互作用而得到提高。這些蛋白質溶解性高低取決于去垢劑與蛋白質的比例。用這些去垢劑提取一些特定蛋白質的溶解性可能會與以放大的機械性方法提取的蛋白質的溶解性不符。去垢劑和去垢劑中的雜質會干擾下游純化過程和最終的結構鑒定 (Swidereketal.，1997)，而且應該避免使用基于疏水作用的層析分離方法 (Marshaketal.，1996)。盡管存在這些缺點，以去垢劑為基礎的裂解試劑仍然廣泛地應用于現代的基因組學之中。需要被裂解的細胞的結構決定了工作中所需的去垢劑的化學性質和濃度, 在這些裂解試劑中的去垢劑確切的類型和濃度均已被ZL保護。本章所提到的幾篇文獻（Neugebauer,1990;ChuandMallia，2001;EshaghietaL，2005;Kashino,2003) 在蛋白質提取和増溶方面提供了很有價值的信息，按照配方合理地配制提取試劑便可很方便地完成相關操作。
酵母比細菌更加難以裂解。它們致密而復雜的細胞壁占細胞干重的 25%。典型的成分是通過共價鍵、二硫鍵、氫鍵和疏水作用力相互交聯的葡聚糖類、纖維素、甘露糖蛋白和殼多糖。為了較為高效地裂解細胞, 酵母菌應該在對數生長晚期和穩定生長早期收集，因為進入穩定生長期時間越長的酵母菌的細胞壁越厚，而且出芽酵母菌 (buddingyeast) 的細胞壁上也會出現密集的芽痕 (buddingscar) 或芽體 (aggregate)。應該在裂解緩沖液或商業化的裂解試劑之中添加蛋白酶抑制劑, 也可以采用蛋白酶缺陷的菌株來表達蛋白質。還可以采用如 Y-Per 和 YeastBuster(表 18.1) 這樣的試劑來裂解酵母菌。通過控制操作那些在細胞壁合成 (biogenesis) 過程中起作用的基因來裂解酵母的新方法是以前已經成熟的機械法和酶法裂解酵母的補充 (Drottetal.,2002)。
相比較機械法和化學法而言，酶法處理微生物細胞使之裂解并降低裂解物的黏度有幾個顯著的優點: 水解酶對目標細胞的細胞壁成分具有高度特異性, 它們作用溫和，不產生剪切力; 不會導致高溫或氧化等作用的破壞; 操作過程中不需要特殊的專用器械。酶法處理細胞、提取蛋白質可以與機械裂解法相結合來提高目標蛋白質釋放的選擇性，提高提取物的產量和獲取速率，減小對產品的損傷，降低黏度以利于下游操作（Andrewsand 八祀拉〇，1987;0 炫匕 31^&1&1.，1999)。改良的生物工程酶類和酶制劑 (表 18.1) 包括具有高度特異活性的噬菌體溶菌酶，如 rLysozyme、Ready-Lyse; 重組的溶菌酶和非特異性的核酸酶，如 Benzonase 和 OmniCleave; 溶菌酶-核酸酶混合劑（cocktails)，如 Liquisonic、Lysonase 和 EasyLyse，重組的溶菌酶 Ready-Lyse 和 rLysozyme 樓菌體裂解酶具有高特異的比雞卵白溶菌酶高出 200 多倍的活性。淺色鋸桿菌 (Serraiiamarc-esem) 的核酸酶，可用的有高純度的重組酶 Benzonase，是已知的最無特異性的 (promiscuous) 核酸酶。這種酶能夠消化所有形式的 DNA 和 RNA(Meissetal.，1995;NestleandRoberts，1969)。相比較牛胰脫氧核糖核酸酶 KbovinepancreaticDNaseI) 而言，Benzonase 更加平等地攻擊各種底物，這使其對于降低由于 DNA 所導致的提取物的黏度方面具有出色的選擇性。Zymolase 和葡聚糖酶類溶細胞酶 (lyticaseglucanase) 是對于酵母菌細胞裂解及酵母原生質體的獲得方面非常有用的酶類。
酶法處理的潛在問題限制了其應用，特別是在工業化規模的細胞裂解方面。這一問題包括添加的水解酶本身及酶制劑中所含的其他成分使下游的純化變得復雜化；回收產物在裂解時發生降解; 水解酶的最適溫度、pH 可能與目標產物不相兼容等。大多數水解酶在應用上的限制性和昂貴的價格妨礙了它們在工業規模上的應用 (Hopkins，1991)。